Dr Katarzyna Szczepańska – laureatka konkursu START 2021

Home / Aktualności / Archiwum / Dr Katarzyna Szczepańska – laureatka konkursu START 2021

11 June 2021

Fundacja na rzecz Nauki Polskiej ogłosiła wyniki konkursu START
2021. Prestiżowe stypendia otrzyma 100 wybitnych młodych naukowców. Miło nam poinformować, że wśród laureatów konkursu znalazła się również dr Katarzyna Szczepańska. Stypendystka FNP realizuje w

Zakład Chemii Leków

Previous

Next

Zakład Chemii Leków (ZChL) zajmuje się poszukiwaniem nowych substancji biologicznie czynnych, działających na ośrodkowy układ nerwowy – potencjalnych leków, szczególnie w zakresie chorób psychicznych i neurodegeneracyjnych. Główną tematykę badawczą stanowią ligandy receptorów metabotropowych sprzężonych z białkiem G (GPCR), przede wszystkim receptory monoaminergiczne (np.: serotoninowe, dopaminowe), jak również glutamatergiczne (mGlu).

Prowadzone badania obejmują projektowanie, syntezę, wstępne badania aktywności biologicznej in vitro nowych związków chemicznych, modelowanie oddziaływań w miejscu wiążącym danego białka receptorowego oraz analizę ilościowych zależności struktura-aktywność biologiczna (QSAR). Ze względu na interdyscyplinarny charakter, prace badawcze koncentrują się na koordynacji zadań modelowania molekularnego i syntezy organicznej z oceną powinowactwa i aktywności wewnętrznej nowych związków.

Zespół modelowania molekularnego zajmuje się rozwijaniem i stosowaniem metod obliczeniowych do wspomagania procesu projektowania związków o pożądanej aktywności biologicznej oraz optymalizacji ich struktury pod względem biodostępności. Związki wiodące (lead compounds) będące punktem wyjścia dla syntezy nowych pochodnych są identyfikowane w procedurze przesiewowego wirtualnego screeningu komercyjnych bibliotek jak również projektowane de novo na podstawie dostępnej wiedzy. Aktywność biologiczna związków oceniana jest w testach in vitro: wypierania specyficznego radoliganda podczas wiązania do badanego typu receptora oraz aktywności wewnętrznej (poziom wtórnych przekaźników). Analiza zależności między strukturą syntetyzowanych połączeń a ich aktywnością biologiczną (SAR) służy do dalszej optymalizacji struktury syntezowanych ligandów.

Metody badawcze

Modelowanie molekularne:

Modelowanie homologiczne, dokowanie, modelowanie farmakoforowe, uczenie maszynowe, dynamika molekularna, obliczenia kwantowo-mechaniczne.

Synteza organiczna:

Projektowanie optymalnych ścieżek syntetycznych i weryfikacja metod syntezy z finalnym wytworzeniem docelowej substancji w skali od mikro do preparatywnej. Synteza nowych, nieznanych związków, jak również substancji wzorcowych do badań farmakologicznych. Reakcje chemiczne prowadzone są z wykorzystaniem różnych technik syntetycznych, często w specyficznych warunkach (bezwodne, beztlenowe, w niskich temperaturach, pod ciśnieniem). Ustalanie struktury metodami spektroskopowymi, czystości oraz właściwości chemicznych i fizycznych nowo otrzymanych związków, a także dobór optymalnych warunków i technik separacji produktów reakcji.

Badania receptorowe in vitro:

Testy skriningowe wstępnie określające powinowactwo do danego receptora. Testy wiązania i wypierania znakowanego liganda do białka receptorowego: wyznaczanie wartości stałych: dysocjacji (Kd), powinowactwa (Ki), parametrów kinetycznych – asocjacji i dysocjacji; ocena receptorowego mechanizmu działania związku (kompetencyja/allosteria). Wyznaczanie profilu aktywności wewnętrznej (agonizm/antagonizm).

Najważniejsze dwa odkrycia w ciągu 3 ostatnich lat

Opracowanie wieloetapowego hierarchicznego protokołu wirtualnego przesiewania związków chemicznych pod kątem poszukiwania nowych ligandów zadanego celu biologicznego. Procedura ta obejmuje przesiewanie związków chemicznych pod kątem wartości wybranych deskryptorów fizykochemicznych, następnie ocenę związków przy wykorzystaniu modeli farmakoforowych oraz dokowanie do kieszeni wiążącej kryształów (lub modeli homologicznych w przypadku ich braku) wybranego receptora. W ramach przedstawionego protokołu opracowano również strategię automatycznej oceny wyników dokowania przy wykorzystaniu fingerprintu oddziaływań strukturalnych (ang. Structural Interaction Fingerprint, SIFt) i algorytmów uczenia maszynowego, pozwalającą na szybką i efektywną analizę kompleksów ligand-receptor uzyskiwanych w procesie dokowania.

Otrzymanie nowych allosterycznych modulatorów receptorów glutamatergicznych grupy III (mGluR4, 7 i 8).

Synteza nowych selektywnych, w tym ligandów niskozasadowych i niezasadowych, oraz multireceptorowych ligandów receptora serotoninowego 5-HT6.

Identyfikacja mechanizmu modulacji allosterycznej w oddziaływaniach jonów cynku z receptorami serotoninowymi: 5-HT1A i 5-HT7.

undefined
Rafał Kurczab, Katarzyna Kucwaj-Brysz, Paweł Śliwa
Molecules (Basel, Switzerland), E91 10.3390/molecules25010091
PMID:31881785
undefined
Annamaria Lubelska, Gniewomir Latacz, Magdalena Jastrzębska-Więsek, Magdalena Kotańska, Rafał Kurczab, Anna Partyka, Małgorzata Anna Marć, Daria Wilczyńska, Agata Doroz-Płonka, Dorota Łażewska, Anna Wesołowska, Katarzyna Kieć-Kononowicz, Jadwiga Handzlik
Molecules (Basel, Switzerland), E4472 10.3390/molecules24244472
PMID:31817628
undefined
Jakub Staroń, Rafał Kurczab, Dawid Warszycki, Grzegorz Satała, Martyna Krawczyk, Ryszard Bugno, Tomasz Lenda, Piotr Popik, Adam S Hogendorf, Agata Hogendorf, Krzysztof Dubiel, Mikołaj Matłoka, Rafał Moszczyński-Pętkowski, Jerzy Pieczykolan, Maciej Wieczorek, Paweł Zajdel, Andrzej J Bojarski
European journal of medicinal chemistry, S0223-5234(19)31009-8 10.1016/j.ejmech.2019.111857
PMID:31734022
Antifungal, anticancer and docking studies of colchiceine complexes with monovalent metal cation salts.
Joanna Kurek, Patrycja Kwaśniewska-Sip, Krzysztof Myszkowski, Grzegorz Cofta, Piotr Barczyński, Marek Murias, Rafał Kurczab, Paweł Śliwa, Piotr Przybylski
Chemical biology & drug design, 10.1111/cbdd.13583
PMID:31260187
undefined
Wesam Ali, Małgorzata Więcek, Dorota Łażewska, Rafał Kurczab, Magdalena Jastrzębska-Więsek, Grzegorz Satała, Katarzyna Kucwaj-Brysz, Annamaria Lubelska, Monika Głuch-Lutwin, Barbara Mordyl, Agata Siwek, Muhammad Jawad Nasim, Anna Partyka, Sylwia Sudoł, Gniewomir Latacz, Anna Wesołowska, Katarzyna Kieć-Kononowicz, Jadwiga Handzlik
European journal of medicinal chemistry, S0223-5234(19)30547-1 10.1016/j.ejmech.2019.06.022
PMID:31229876
undefined
Adam S Hogendorf, Agata Hogendorf, Rafał Kurczab, Justyna Kalinowska-Tłuścik, Piotr Popik, Agnieszka Nikiforuk, Martyna Krawczyk, Grzegorz Satała, Tomasz Lenda, Joanna Knutelska, Ryszard Bugno, Jakub Staroń, Wojciech Pietruś, Mikołaj Matłoka, Krzysztof Dubiel, Rafał Moszczyński-Pętkowski, Jerzy Pieczykolan, Maciej Wieczorek, Bogusław Pilarski, Paweł Zajdel, Andrzej J Bojarski
European journal of medicinal chemistry, S0223-5234(19)30518-5 10.1016/j.ejmech.2019.06.001
PMID:31229883
Recognition of repulsive and attractive regions of selected serotonin receptor binding site using FMO-EDA approach.
Paweł Śliwa, Rafał Kurczab, Rafał Kafel, Anna Drabczyk, Jolanta Jaśkowska
Journal of molecular modeling, 10.1007/s00894-019-3995-6
PMID:30955095
undefined
Katarzyna Grychowska, Severine Chaumont-Dubel, Rafał Kurczab, Paulina Koczurkiewicz, Caroline Deville, Martyna Krawczyk, Wojciech Pietruś, Grzegorz Satała, Szymon Buda, Kamil Piska, Marcin Drop, Xavier Bantreil, Frédéric Lamaty, Elżbieta Pękala, Andrzej J Bojarski, Piotr Popik, Philippe Marin, Paweł Zajdel
ACS chemical neuroscience, 10.1021/acschemneuro.8b00618
PMID:30896921
undefined
Adam S Hogendorf, Agata Hogendorf, Katarzyna Popiołek-Barczyk, Agata Ciechanowska, Joanna Mika, Grzegorz Satała, Maria Walczak, Gniewomir Latacz, Jadwiga Handzlik, Katarzyna Kieć-Kononowicz, Evgeni Ponimaskin, Sophie Schade, Andre Zeug, Monika Bijata, Maciej Kubicki, Rafał Kurczab, Tomasz Lenda, Jakub Staroń, Ryszard Bugno, Beata Duszyńska, Bogusław Pilarski, Andrzej J Bojarski
European journal of medicinal chemistry, S0223-5234(19)30228-4 10.1016/j.ejmech.2019.03.017
PMID:30904783
undefined
Dorota Łażewska, Rafał Kurczab, Małgorzata Więcek, Grzegorz Satała, Katarzyna Kieć-Kononowicz, Jadwiga Handzlik
Bioorganic chemistry, S0045-2068(18)30763-6 10.1016/j.bioorg.2018.11.046
PMID:30530073
Salt Bridge in Ligand-Protein Complexes-Systematic Theoretical and Statistical Investigations.
Rafał Kurczab, Paweł Śliwa, Krzysztof Rataj, Rafał Kafel, Andrzej J Bojarski
Journal of chemical information and modeling, 10.1021/acs.jcim.8b00266
PMID:30351056
Computer-Aided Studies for Novel Arylhydantoin 1,3,5-Triazine Derivatives as 5-HT₆ Serotonin Receptor Ligands with Antidepressive-Like, Anxiolytic and Antiobesity Action In Vivo.
Rafał Kurczab, Wesam Ali, Dorota Łażewska, Magdalena Kotańska, Magdalena Jastrzębska-Więsek, Grzegorz Satała, Małgorzata Więcek, Annamaria Lubelska, Gniewomir Latacz, Anna Partyka, Małgorzata Starek, Monika Dąbrowska, Anna Wesołowska, Claus Jacob, Katarzyna Kieć-Kononowicz, Jadwiga Handzlik
Molecules (Basel, Switzerland), E2529 10.3390/molecules23102529
PMID:30282913
undefined
Rafał Kurczab, Vittorio Canale, Grzegorz Satała, Paweł Zajdel, Andrzej J Bojarski
Journal of medicinal chemistry, 10.1021/acs.jmedchem.8b00828
PMID:30188719
7-Deacetyl-10-alkylthiocolchicine derivatives – new compounds with potent anticancer and fungicidal activity.
Joanna Kurek, Patrycja Kwaśniewska-Sip, Krzysztof Myszkowski, Grzegorz Cofta, Marek Murias, Piotr Barczyński, Beata Jasiewicz, Rafał Kurczab
MedChemComm, 10.1039/c8md00352a
PMID:30429975
undefined
Katarzyna Grychowska, Rafał Kurczab, Paweł Śliwa, Grzegorz Satała, Krzysztof Dubiel, Mikołaj Matłoka, Rafał Moszczyński-Pętkowski, Jerzy Pieczykolan, Andrzej J Bojarski, Paweł Zajdel
Bioorganic & medicinal chemistry, S0968-0896(18)30641-2 10.1016/j.bmc.2018.05.033
PMID:29853337

Wszystkie publikacje

Stworzenie protokołu wirtualnego badania przesiewowego do projektowania nowych związków hamujących rozwój wirusa Ebola (PRELUDIUM 2016/21/N/NZ2/01725), Dr Dawid Warszycki

Cel badań/HipotezaNadrzędnym celem naukowym projektu jest opracowanie
protokołu do projektowania inhibitorów białka Niemann-Pick C1 (NPC1) in silico. Jego istotą jest stworzenie
procedury wirtualnego badania przesiewowego (wirtualnego skriningu),
pozwalającej na hierarchizację związków chemicznych ze względu na ich
potencjalne działanie inhibicyjne wobec białka NPC1 (odgrywającego kluczową
role w procesie infekcji wirusem Ebola). Udoskonalenie i aplikacja stworzonych
w Zakładzie Chemii Leków metodologii pozwolą na opracowanie nowego protokołu,
którego wdrożenie pozwoli na wyczerpującą analizę przestrzeni chemicznej w
poszukiwaniu nowych substancji o działaniu antywirusowym. Metoda
badawczaSama procedura będzie się składać z kilku następujących
po sobie etapów (preselekcja, mapowanie farmakoforowe, protokół dokowania,
określenie parametrów ADME, klastrowanie oraz wizualna inspekcja), które
umożliwią selekcję najbardziej wartościowych struktur. W realizacji projektu
zostaną wykorzystane następujące metodologie: statystyczna analiza deskryptorów
ADME, modelowanie farmakoforowe, modelowanie homologiczne oraz dokowanie. Gotowy
protokół wirtualnego badania przesiewowego zostanie wykorzystany do walidacji
wirtualnej, kombinatorycznej biblioteki związków, która pozwoli na wybranie do
syntezy (w Instytucie Chemii Organicznej i Analitycznej w Orleanie) najbardziej
obiecujących struktur. Wpływ
rezultatówRealizacja projektu pozwoli na zdefiniowanie wymagań
strukturalnych dla związków zapobiegającym infekcjom przez jeden z
najniebezpieczniejszych gatunków wirusów jakim jest wirus Ebola. Skonstruowany
protokół wirtualnego skriningu będzie mógł być użyty wielokrotnie, zarówno w
ewaluacji kombinatorycznych baz związków chemicznych, jak i tych komercyjnych. Ponadto
realizacja projektu pozwoli na zacieśnienie współpracy naukowej między Zakładem
Chemii Leków a ICOA, która jest prowadzona już od kilku lat. Wyniki projektu
rozszerzą wiedze na temat inhibitorów NPC1 zawierających rdzenie strukturalnie
triazyny i benzimidazolu, wyselekcjonowanych w badaniach wstępnych.

Wymiernymi efektami podjętego problemu będzie co najmniej
jedna publikacja naukowe w czasopismie z listy filadelfijskiej. Wszystkie
otrzymane wyniki zostaną także zaprezentowane na konferencjach zarówno ogólnopolskich
jak i międzynarodowych, a Zakład Chemii Leków zostanie pierwszym ośrodkiem w
Polsce zaangażowanym w prace nad środkami zwalczającymi wirusa Ebola. Ponadto,
uczestnictwo w programie pozwoli kandydatowi na uzupełnienie posiadanego
doświadczenia naukowego w umiejętności samodzielnego kierowania projektem
badawczym, tak niezbędnej na kolejnych etapach naukowej kariery.

Wszystkie granty

Kierownik zakładu

Prof. dr hab. Andrzej Bojarski

Telefon: +48 12 6623365
E-mail: bojarski@if-pan.krakow.pl

Techniki badawcze

Słowa kluczowe

Instytutu
Farmakologii im. Jerzego Maja Polskiej Akademii Nauk grant SONATINA pt. Dualne ligandy receptorów
H3 histaminowych oraz sigma-1 jako nowe narzędzia farmakologiczne w terapii
schorzeń ośrodkowego układu nerwowego ze szczególnym uwzględnieniem bólu
neuropatycznego.

Serdecznie gratulujemy!

Dr Katarzyna Szczepańska – laureatka konkursu START 2021

Archived

Zakład Chemii Leków

Prof. dr hab. Andrzej Bojarski

Zainteresowania badawcze

Techniki badawcze

Słowa kluczowe

Zobacz także